KR102523732B1 - Plasma Discharge Ignition Method for Reducing Surface Particles - Google Patents

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KR102523732B1 KR1020197016735A KR20197016735A KR102523732B1 KR 102523732 B1 KR102523732 B1 KR 102523732B1 KR 1020197016735 A KR1020197016735 A KR 1020197016735A KR 20197016735 A KR20197016735 A KR 20197016735A KR 102523732 B1 KR102523732 B1 KR 102523732B1
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제이슨 매리언
유스케 요시다
알록 란잔
다카시 에노모토
요시오 이시카와
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

플라즈마 방전 점화가 표면 입자를 감소시키고 이에 의해 마이크로일렉트로닉 워크피스(microelectronic workpiece)의 플라즈마 처리 동안 접하게 되는 결함을 감소시키는 시스템 및 관련된 방법이 개시된다. 마이크로일렉트로닉 워크피스는 RF 전력을 프로세스 챔버의 상부에 커플링하도록 구성되는 제1 무선 주파수(RF) 전원, RF 전력을 홀더에 커플링하도록 구성되는 제2 RF 전원 및 직류(DC) 전원 공급 장치를 포함하는 프로세스 챔버 내의 홀더 상에 위치 설정된다. 초기에, 플라즈마 프로세스를 위한 프로세스 가스가 프로세스 챔버 내로 흐르게 된다. 프로세스 가스는 홀더에 RF 전력을 인가하도록 제2 RF 전원을 활성화함으로써 플라즈마를 형성하기 위하여 점화된다. 이어서, 마이크로일렉트로닉 워크피스는 DC 전원 공급 장치를 이용하여 양 전압을 홀더에 인가함으로써 홀더에 클램핑되고, 제1 RF 전원이 프로세스 챔버 내에서 플라즈마를 유지하기 위하여 활성화된다.A system and related method are disclosed in which plasma discharge ignition reduces surface particles and thereby reduces defects encountered during plasma processing of a microelectronic workpiece. The microelectronic workpiece includes a first radio frequency (RF) power source configured to couple RF power to a top of a process chamber, a second RF power source configured to couple RF power to a holder, and a direct current (DC) power supply. It is positioned on a holder in a process chamber containing Initially, a process gas for a plasma process is flowed into the process chamber. The process gas is ignited to form a plasma by activating the second RF power source to apply RF power to the holder. The microelectronic workpiece is then clamped to the holder by applying a positive voltage to the holder using a DC power supply, and a first RF power source is activated to maintain a plasma within the process chamber.

Description

표면 입자를 감소시키기 위한 플라즈마 방전 점화 방법Plasma Discharge Ignition Method for Reducing Surface Particles

관련 출원related application

본 출원은 다음의 함께 계류 중인 임시 출원에 대한 우선권을 주장한다: 그 내용이 본 명세서에 참조로서 포함되는, 2016년 11월 21일자 출원된 "표면 입자를 감소시키기 위한 플라즈마 방전 점화 방법"이란 명칭의 미국 가특허 출원 제62/424,791호.This application claims priority to the following co-pending provisional application entitled "Plasma Discharge Ignition Method for Reducing Surface Particles" filed on November 21, 2016, the contents of which are hereby incorporated by reference. U.S. Provisional Patent Application No. 62/424,791.

기술분야technology field

본 개시 내용은 플라즈마 처리(plasma processing)에 관한 것으로, 특히 반도체 제조를 위한 플라즈마 처리 시스템에 관한 것이다.This disclosure relates to plasma processing, and more particularly to plasma processing systems for semiconductor manufacturing.

반도체 웨이퍼와 같은 마이크로일렉트로닉 워크피스(microelectronic workpiece)의 플라즈마 처리는 재료를 에칭하고, 막을 퇴적하고(depositing), 표면을 컨디셔닝하는데 유용하다. 마이크로일렉트로닉 워크피스는 통상적으로 진공 챔버 내에 위치 설정되고, 그 다음 다양한 전원 중 하나기 플라즈마를 생성하기 위하여 프로세스 가스에 전원을 공급하거나 프로세스 가스를 점화하는데 사용된다. 그 후에, 플라즈마는 주어진 프로세스(예를 들어, 퇴적(deposition), 제거, 에칭 등)를 위하여 사용되고, 그 다음 마이크로일렉트로닉 워크피스는 추가 제조 단계들을 계속할 수 있다.Plasma treatment of microelectronic workpieces, such as semiconductor wafers, is useful for etching materials, depositing films, and conditioning surfaces. A microelectronic workpiece is typically positioned within a vacuum chamber, and then one of a variety of power sources is used to power or ignite a process gas to create a plasma. Thereafter, the plasma is used for a given process (eg, deposition, removal, etching, etc.), and then the microelectronic workpiece may continue with further fabrication steps.

플라즈마 시스템을 운영하는 것에 따른 하나의 과제는 입자 오염에 대한 과제이다. IC(집적 회로(integrated circuit))의 대규모 제조에서, 이 입자 오염은 수율 손실에 관련된 문제를 야기할 수 있다. 이 수율 손실 때문에, 플라즈마 에처(etcher) 및 다른 플라즈마 처리 시스템이 플라즈마 에칭 프로세스 또는 다른 플라즈마 프로세스 동안 마이크로일렉트로닉 워크피스의 표면에 대한 입자 결함을 야기할 수 있는 입자의 원인이 되지 않는 것을 보장하기 위한 IC 제조 업계 내에서의 큰 요구가 있다.One challenge with operating plasma systems is that of particle contamination. In large-scale manufacturing of ICs (integrated circuits), this particle contamination can cause problems related to yield loss. Because of this yield loss, an IC to ensure that plasma etcher and other plasma processing systems are not a source of particles that could cause particle defects to the surface of the microelectronic workpiece during the plasma etching process or other plasma processes. There is a great demand within the manufacturing industry.

플라즈마 방전 점화가 표면 입자를 감소시키고 이에 의해 마이크로일렉트로닉 워크피스의 플라즈마 처리 동안 접하게 되는 결함을 감소시키는 시스템 및 관련된 방법이 개시된다. 다양한 특징 및 변형이 구현될 수 있다.A system and related method in which plasma discharge ignition reduces surface particles and thereby defects encountered during plasma processing of a microelectronic workpiece are disclosed. Various features and variations may be implemented.

본 명세서에 설명된 기술은 처리되는 주어진 마이크로일렉트로닉 워크피스(예를 들어, 웨이퍼)에서의 표면 입자 오염을 감소시키는 방전 점화 시퀀스를 채용한다. 이러한 기술의 실시예들은 많은 플라즈마 처리 시스템에 대한 하드웨어 수정을 필요로 하지 않는다. 기술들은 제조되는 집적 회로(IC)에 대한 개선된 수율을 위하여 웨이퍼 표면 입자를 감소시킬 수 있다. 실시예들은 플라즈마를 생성하기 위한 마이크로웨이브 표면파 기술을 사용하는 시스템을 포함하는 다양한 전원 시스템과 함께 기능한다. 본 명세서에서 설명된 프로세스들은 전원에 대하여 유연성을 제공하며, 다양한 종류의 전원과 함께 사용될 수 있다.The techniques described herein employ discharge ignition sequences that reduce surface particle contamination in a given microelectronic workpiece (e.g., wafer) being processed. Embodiments of this technology do not require hardware modifications to many plasma processing systems. Techniques can reduce wafer surface particles for improved yield for integrated circuits (ICs) being manufactured. Embodiments function with a variety of power systems, including systems that use microwave surface wave technology to generate plasma. The processes described herein provide flexibility with respect to power sources and can be used with many types of power sources.

하나의 실시예에서, 프로세스 챔버 내의 홀더 상에 마이크로일렉트로닉 워크피스를 위치 설정하는 단계를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 방법이 개시되고, 프로세스 챔버는 프로세스 챔버에 RF 전력을 커플링하도록 구성되는 제1 무선 주파수(RF) 전원과, 홀더에 RF 전력을 커플링하도록 구성되는 제2 RF 전원과, 홀더에 양 전압(positive voltage)을 커플링하도록 구성되는 직류 전류(DC) 전원 공급 장치를 포함한다. 방법은 프로세스 챔버 내로 플라즈마 프로세스를 위한 프로세스 가스를 흘리는 단계와, 충분한 RF 전력이 플라즈마 점화를 위하여 홀더에 커플링되도록 제2 RF 전원을 활성화함으로써 플라즈마를 형성하기 위하여 프로세스 가스를 점화하는 단계를 포함한다. 플라즈마를 형성하기 위하여 프로세스 가스를 점화하는 단계에 이어, 방법은, DC 전원 공급 장치를 이용하여 홀더에 양 전압을 인가함으로써 마이크로일렉트로닉 워크피스를 홀더에 클램핑하는 단계와, 플라즈마를 유지하기 위하여 충분한 RF 전력이 프로세스 챔버에 커플링되도록 제1 RF 전원을 활성화하는 단계를 포함한다.In one embodiment, a method of processing a microelectronic workpiece is disclosed that includes positioning the microelectronic workpiece on a holder in a process chamber, the process chamber being configured to couple RF power to the process chamber. A first radio frequency (RF) power supply, a second RF power supply configured to couple the RF power to the holder, and a direct current (DC) power supply configured to couple a positive voltage to the holder. do. The method includes flowing a process gas for a plasma process into the process chamber and igniting the process gas to form a plasma by activating a second RF power source such that sufficient RF power is coupled to the holder to ignite the plasma. . Following igniting the process gas to form a plasma, the method includes clamping the microelectronic workpiece to the holder by applying a positive voltage to the holder using a DC power supply; and activating a first RF power source such that power is coupled to the process chamber.

추가적인 실시예에서, 클램핑하는 단계는 활성화하는 단계 전에 수행된다. 다른 실시예에서, 활성화하는 단계가 클램핑하는 단계 전에 수행된다.In a further embodiment, the clamping step is performed before the activating step. In another embodiment, the activating step is performed before the clamping step.

추가적인 실시예에서, 제1 RF 전원은 프로세스 챔버의 상부에 위치되고, 제2 RF 전원은 프로세스 챔버의 하부에 위치된다. 다른 실시예에서, 제2 RF 전원은 제1 RF 전원이 프로세스 챔버에 제공하는 RF 전력보다 더 낮은 RF 전력을 프로세스 챔버에 제공한다. 또 다른 실시예에서, 점화하는 단계는, 제2 RF 전원으로부터 홀더를 위한 베이스로 RF 전력을 공급한다.In a further embodiment, the first RF power source is located at the top of the process chamber and the second RF power source is located at the bottom of the process chamber. In another embodiment, the second RF power supply provides lower RF power to the process chamber than the RF power provided to the process chamber by the first RF power supply. In another embodiment, the igniting step supplies RF power from the second RF power source to the base for the holder.

추가적인 실시예에서, 양 전압은 계단형(stair-step) 전압 변화 또는 램핑된(ramped) 전압 중 적어도 하나로서 홀더에 인가된다. 다른 실시예에서, 방법은 워크피스의 표면으로부터의 물질의 에칭 또는 마이크로일렉트로닉 워크피스의 표면 상의 물질의 퇴적 중 적어도 하나를 수행하기 위하여 플라즈마를 사용하는 단계를 더 포함한다.In a further embodiment, the positive voltage is applied to the holder as at least one of a stair-step voltage change or a ramped voltage. In another embodiment, the method further includes using a plasma to perform at least one of etching material from the surface of the workpiece or depositing material on the surface of the microelectronic workpiece.

추가적인 실시예에서, 홀더는 정전 척(electrostatic chuck)을 포함한다. 다른 실시예에서, 마이크로일렉트로닉 워크피스는 반도체 웨이퍼이다.In a further embodiment, the holder includes an electrostatic chuck. In another embodiment, the microelectronic workpiece is a semiconductor wafer.

하나의 실시예에서, 프로세스 챔버, 프로세스 챔버 내에 위치 설정된, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 위한 홀더, 플라즈마를 유지하기에 충분한 RF 전력을 프로세스 챔버에 인가하도록 구성되는 제1 무선 주파수(RF) 전원, 프로세스 챔버 내에 플라즈마를 형성하도록 프로세스 가스를 점화하기에 충분한 RF 전력을 홀더에 커플링하도록 구성되는 제2 RF 전원, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 홀더로 정전기적으로 끌어당기기 위하여 홀더에 양 전압을 인가하도록 구성되는 직류(DC) 전원 공급 장치 및 제2 RF 전원을 이용하여 RF 전력을 인가함으로써 프로세스 가스를 점화하도록 구성되는 컨트롤러를 포함하는 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템이 개시된다. 컨트롤러는, 프로세스 가스의 점화에 이어서, DC 전원 공급 장치를 이용하여 양 전압을 인가함으로써 마이크로일렉트로닉 워크피스를 클램핑하고, 플라즈마를 유지하기 위하여 충분한 RF 전력을 프로세스 챔버에 커플링하기 위하여 제1 RF 전원을 활성화하도록 더 구성된다.In one embodiment, a process chamber, a holder for a microelectronic workpiece positioned within the process chamber, a first radio frequency (RF) power source configured to apply RF power sufficient to maintain a plasma to the process chamber, the process chamber a second RF power source configured to couple RF power to the holder sufficient to ignite a process gas to form a plasma within the holder, direct current configured to apply a positive voltage to the holder to electrostatically attract the microelectronic workpiece to the holder. A system for processing a microelectronic workpiece is disclosed that includes a (DC) power supply and a controller configured to ignite a process gas by applying RF power using a second RF power source. The controller clamps the microelectronic workpiece by applying a positive voltage using a DC power supply following ignition of the process gas, and a first RF power source to couple sufficient RF power to the process chamber to maintain the plasma. It is further configured to activate.

추가적인 실시예에서, 컨트롤러는 제1 RF 전원이 활성화되기 전에 마이크로일렉트로닉 워크피스를 클램핑하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 컨트롤러는 마이크로일렉트로닉 워크피스가 클램핑되기 전에 제1 RF 전원을 활성화하도록 구성된다.In a further embodiment, the controller is configured to clamp the microelectronic workpiece before the first RF power source is activated. In another embodiment, the controller is configured to activate the first RF power source before the microelectronic workpiece is clamped.

추가적인 실시예에서, 제1 RF 전원은 프로세스 챔버의 상부에 위치되고, 제2 RF 전원은 프로세스 챔버의 하부에 위치된다. 다른 실시예에서, 제2 RF 전원은 제1 RF 전원이 제공하도록 구성된 것보다 더 낮은 RF 전력을 프로세스 챔버에 제공한다. 또 다른 실시예에서, 시스템은 홀더에 커플링된 베이스를 더 포함하고, 제2 RF 전원은 베이스에 RF 전력을 인가하도록 구성된다.In a further embodiment, the first RF power source is located at the top of the process chamber and the second RF power source is located at the bottom of the process chamber. In another embodiment, the second RF power supply provides lower RF power to the process chamber than the first RF power supply is configured to provide. In another embodiment, the system further includes a base coupled to the holder, and the second RF power source is configured to apply RF power to the base.

추가적인 실시예에서, DC 전원 공급 장치는 계단형 전압 변화 또는 램핑된 전압 중 적어도 하나로서 양 전압을 인가하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 플라즈마는 마이크로일렉트로닉 워크피스의 표면으로부터의 물질의 에칭 또는 마이크로일렉트로닉 워크피스의 표면 상의 물질의 퇴적 중 적어도 하나를 수행하도록 구성된다.In a further embodiment, the DC power supply is configured to apply a positive voltage as at least one of a stepped voltage change or a ramped voltage. In another embodiment, the plasma is configured to perform at least one of etching material from the surface of the microelectronic workpiece or depositing material on the surface of the microelectronic workpiece.

추가적인 실시예에서, 홀더는 정전 척을 포함한다. 다른 실시예에서, 마이크로일렉트로닉 워크피스는 반도체 웨이퍼이다.In a further embodiment, the holder includes an electrostatic chuck. In another embodiment, the microelectronic workpiece is a semiconductor wafer.

물론, 본 명세서에서 설명된 상이한 단계들에 대한 논의의 순서는 명료함을 위하여 제공되었다. 일반적으로, 이러한 단계들은 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 추가로, 본 명세서에서의 상이한 특징, 기술, 구성 등의 각각이 본 개시 내용의 상이한 곳에서 논의될 수 있더라도, 각각의 개념은 서로 독립적으로 또는 서로 조합하여 실행될 수 있는 것이 의도된다. 따라서, 본 발명은 많은 상이한 방식으로 구체화되고 검토될 수 있다.Of course, the order of discussion of the different steps described herein is provided for clarity. In general, these steps may be performed in any suitable order. Additionally, although each of the different features, techniques, configurations, etc. herein may be discussed at different places in this disclosure, it is intended that each concept may be practiced independently of one another or in combination with one another. Accordingly, the present invention can be embodied and viewed in many different ways.

상기 발명의 내용 부분이 본 개시 내용이나 청구된 발명의 모든 실시예 및/또는 점진적인 새로운 양태를 특정하지 않는다는 것을 알아야 한다. 대신에, 상기 발명의 내용은 단지 종래 기술에 대하여 신규성을 갖는 상이한 실시예 및 대응하는 요점에 대한 예비적인 논의를 제공할 뿐이다. 본 발명 및 실시예들의 추가적인 상세 및/또는 가능성 있는 인식을 위하여, 아래에서 더 논의되는 바와 같은 본 개시 내용의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용 부분 및 대응하는 도면이 독자에게 제공된다.It should be noted that the above subject matter portion does not specify all embodiments and/or progressively new aspects of the present disclosure or claimed invention. Instead, the above summary merely provides a preliminary discussion of different embodiments and corresponding points that are novel to the prior art. For further details and/or potential appreciation of the invention and embodiments, the specific details section and corresponding drawings for practicing the invention of the present disclosure, as further discussed below, are provided to the reader.

본 실시예들 및 이의 장점들의 더욱 완전한 이해는 유사한 번호가 유사한 특징을 나타내는 첨부된 도면과 함께 취해진 다음의 설명을 참조함으로써 획득될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면은 단지 개시된 개념의 예시적인 실시예들만을 예시하고, 따라서, 개시된 개념이 다른 동등하게 유효한 실시예를 인정할 수 있기 때문에, 범위를 한정하는 것으로 고려되지 않는다는 것을 알아야 한다.
도 1은 프로세스 챔버의 상부에 커플링된 무선 주파수 전원을 인가함으로써 프로세스 가스가 프로세스 챔버 내에 플라즈마를 형성하기 위하여 점화되는 예시적인 실시예에 대한 도면이다.
도 2는 마이크로일렉트로닉 워크피스를 홀더에 클램핑하기 위하여 직류 전원 공급 장치를 이용하여 양 전압(positive voltage)이 홀더에 인가되는 예시적인 실시예에 대한 도면이다.
도 3은 플라즈마 처리 시스템에 의해 플라즈마 내로 유입된 입자가 마이크로일렉트로닉 워크피스의 표면에 충돌하여 이에 의해 프로세스 수율을 감소시키는 잠재적인 결함을 나타내는 예시적인 실시예에 대한 도면이다.
도 4는 플라즈마 내로 방출된 입자의 개수가 감소되어 프로세스 수율이 개선되도록 프로세스 가스의 초기 바이어스 전력 점화를 제공하기 위하여 제2 무선 주파수 전원을 이용하는 예시적인 실시예에 대한 프로세스 순서도이다.
도 5는 프로세스 챔버 내에서 홀더를 통해 프로세스 가스에 RF 전력을 제공하기 위하여 커플링된 제2 무선 주파수 전원을 이용하여 플라즈마를 형성하도록 프로세스 가스가 점화되는 예시적인 실시예에 대한 도면이다.
도 6은 마이크로일렉트로닉 워크피스를 클램핑하기 위하여 양의 전압이 홀더에 인가되고 입자로부터의 오염이 제2 무선 주파수 전원의 사용을 통해 감소된 예시적인 실시예에 대한 도면이다.
도 7은 본 명세서에서 설명된 실시예들을 위하여 사용될 수 있는 플라즈마 처리 장치에 대한 예시적인 실시예의 블록도이다.
A more complete understanding of the present embodiments and their advantages may be obtained by referring to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings in which like numbers represent like features. However, it should be noted that the accompanying drawings illustrate only exemplary embodiments of the disclosed concept and, therefore, are not to be considered limiting in scope, as the disclosed concept may admit other equally valid embodiments.
1 is a diagram of an exemplary embodiment in which a process gas is ignited to form a plasma within a process chamber by applying a radio frequency power source coupled to the top of the process chamber.
2 is a diagram of an exemplary embodiment in which a positive voltage is applied to a holder using a direct current power supply to clamp a microelectronic workpiece to the holder.
FIG. 3 is a diagram of an exemplary embodiment showing potential defects in which particles introduced into the plasma by the plasma processing system impinge on the surface of a microelectronic workpiece thereby reducing process yield.
FIG. 4 is a process flow diagram for an exemplary embodiment using a second radio frequency power supply to provide initial bias power ignition of a process gas such that the number of particles emitted into the plasma is reduced to improve process yield.
5 is a diagram of an exemplary embodiment in which a process gas is ignited to form a plasma using a second radio frequency power source coupled to provide RF power to the process gas through a holder within a process chamber.
6 is a diagram of an exemplary embodiment in which a positive voltage is applied to the holder to clamp a microelectronic workpiece and contamination from particles is reduced through the use of a second radio frequency power source.
7 is a block diagram of an exemplary embodiment of a plasma processing apparatus that may be used for the embodiments described herein.

플라즈마 방전 점화가 표면 입자를 감소시키고 이에 의해 마이크로일렉트로닉 워크피스의 플라즈마 처리 동안 접하게 되는 결함을 감소시키는 시스템 및 관련된 방법이 개시된다. 본 명세서에서 설명된 특징에 더하여, 추가적인 특징 및 변형이 구현될 수 있으며, 관련된 시스템 및 방법이 본 명세서에 설명된 플라즈마 점화 기술의 장점을 여전히 얻으면서 활용될 수 있다.A system and related method in which plasma discharge ignition reduces surface particles and thereby defects encountered during plasma processing of a microelectronic workpiece are disclosed. In addition to the features described herein, additional features and variations may be implemented and related systems and methods utilized while still obtaining the advantages of the plasma ignition technology described herein.

본 명세서에서 설명된 바와 같이, 안테나 기반의 마이크로 웨이브 플라즈마 에칭 시스템을 포함하는 플라즈마 처리 시스템은 플라즈마 점화 시퀀스 동안 상대적으로 많은 개수의 입자를 생성할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 실시예에 따르면, 입자 생성이 마이크로일렉트로닉 워크피스(예를 들어, 반도체 웨이퍼 또는 기판)가 기판 홀더에 정전기적으로 클램핑되거나 고정될(chuck)되는 클램핑 기간 동안 특히 두드러진다는 것이 판단되었다. 초기에, 이러한 입자들은 프로세스 챔버의 벽 상에 그리고 메인 플라즈마 에너지 소스(예를 들어, 마이크로웨이브 시스템을 위한 안테나) 근처에 위치 설정된 유전 플레이트 상에 위치된다. 플라즈마 점화를 위하여, 강한 전자기장이 안테나에 인가되어, 프로세스 챔버 내에 이전에 주입된 프로세스 가스에서 절연 파괴를 야기한다. 플라즈마 에너지 소스 및 유전 플레이트 근처의 빠른 전자기, 압력 및 온도 동요(perturbation)는 프로세스 챔버의 표면으로부터 프로세스 가스 및 결과에 따른 플라즈마 내로의 입자 제거를 강화한다. 플라즈마 내의 다른 이온에 비한 이러한 입자들의 높은 전자 이동성 때문에, 이러한 입자들은 음의 전하를 공급받는다. 그 다음, 음으로 대전된 입자는 플라즈마 시스(sheath)의 에지에서 정전 평형(electrostatic equilibrium) 상태에 갇히게 될 수 있다. 마이크로일렉트로닉 워크피스(예를 들어, 반도체 웨이퍼)를 홀더(예를 들어, 정전 척(electrostatic chuck)(ESC))에 클램핑하기 위하여 양 전압(positive voltage)이 공급될 때, 마이크로일렉트로닉 워크피스의 표면을 향하는 음으로 대전된 입자와 전자 모두의 플럭스에 의해 양 전류 스파이크가 생성된다. 결과적으로, 많은 개수의 입자가 웨이퍼 상에 내려앉는 경향이 있어 프로세스 수율을 감소시키는 결함을 잠재적으로 야기한다.As described herein, a plasma processing system that includes an antenna-based microwave plasma etching system may generate a relatively large number of particles during a plasma ignition sequence. In accordance with embodiments described herein, it is determined that particle generation is particularly pronounced during a clamping period in which a microelectronic workpiece (eg, a semiconductor wafer or substrate) is electrostatically clamped or chucked to a substrate holder. It became. Initially, these particles are placed on a dielectric plate positioned on the wall of the process chamber and near the main plasma energy source (eg an antenna for a microwave system). To ignite the plasma, a strong electromagnetic field is applied to the antenna, causing dielectric breakdown in the process gas previously injected into the process chamber. Rapid electromagnetic, pressure and temperature perturbations near the plasma energy source and dielectric plate enhance particle removal from the surfaces of the process chamber into the process gas and consequently the plasma. Because of the high electron mobility of these particles compared to other ions in the plasma, these particles are supplied with a negative charge. The negatively charged particles can then become trapped in electrostatic equilibrium at the edge of the plasma sheath. The surface of the microelectronic workpiece when a positive voltage is applied to clamp the microelectronic workpiece (e.g., a semiconductor wafer) to a holder (e.g., an electrostatic chuck (ESC)). Positive current spikes are created by the flux of both negatively charged particles and electrons towards the As a result, large numbers of particles tend to land on the wafer, potentially causing defects that reduce process yield.

플라즈마 내로 유입되는 입자의 개수를 감소시키기 위하여, 본 명세서에서 설명된 실시예 및 기술은 (예를 들어, ESC 고정을 통한) 마이크로일렉트로닉 워크피스의 클램핑 이전에 플라즈마 점화를 제공하기 위하여 제2 무선 주파수(RF)를 사용한다. 특히, RF 전압을 통한 RF 전력이 유전 플레이트 표면 및/또는 프로세스 챔버 내의 다른 표면 근처에서 더 작은 전기장 및 물리적 동요를 생성하도록 홀더(예를 들어, 정전 척)에 인가된다. 플라즈마 점화 동안의 전기장 및 물리적 동요에서의 이러한 감소는 플라즈마 내로 유입되는 입자의 밀도를 감소시키고, 이에 의해 플라즈마 점화를 위하여 고전력, 고주파수 전원으로서 주요(primary) RF 전원을 사용하는 종래의 해결책에 비하여 마이크로일렉트로닉 워크피스 또는 웨이퍼 상의 결과에 따른 결함의 개수를 최소화한다.To reduce the number of particles introduced into the plasma, embodiments and techniques described herein may be used to provide plasma ignition prior to clamping of a microelectronic workpiece (eg, via ESC fixation) using a second radio frequency (RF) is used. In particular, RF power through an RF voltage is applied to the holder (eg, electrostatic chuck) to create smaller electric fields and physical perturbations near the dielectric plate surface and/or other surfaces within the process chamber. This reduction in the electric field and physical perturbations during plasma ignition reduces the density of particles entering the plasma, thereby reducing the density of the particles introduced into the plasma, and thereby, compared to conventional solutions that use a primary RF power source as a high power, high frequency power source for plasma ignition. Minimize the number of resulting defects on an electronic workpiece or wafer.

아래에서 설명되는 도 1 내지 3은 프로세스 챔버(104)의 상부에 위치된 무선 주파수(RF) 전원(106)을 이용하는 플라즈마(118)의 전원 점화에 대하여 인식되는 과제를 도시한다. 이 플라즈마 점화는 결국 프로세스 챔버(104) 내로 이전에 유입된 프로세스 가스(102) 내의 원하지 않는 불순물을 나타내는 높은 밀도의 입자(114)를 생성하는 프로세스 챔버를 위한 상부 플레이트 근처에서의 큰 동요 및 전기장을 발생시키는 경향이 있다.1-3, described below, illustrate challenges recognized for power ignition of a plasma 118 using a radio frequency (RF) power source 106 located at the top of the process chamber 104. This plasma ignition in turn creates a large agitation and electric field near the top plate for the process chamber that creates a high density of particles 114 representing unwanted impurities in the process gas 102 previously introduced into the process chamber 104. tend to occur.

도 1을 먼저 보면, 플라즈마(118)가 프로세스 챔버(104)의 상부에 커플링된 RF 전원(106)을 이용하여 점화되는 예시적인 실시예(100)를 위한 도면이 제공된다. 반도체 웨이퍼와 같은 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)가 하나 이상의 전극(115)을 포함하는 정전 척(ESC)과 같은 홀더(112) 상에서 프로세스 챔버 내에 위치 설정된다. 하나의 실시예를 위하여, 홀더(112)는 도전성 서셉터(susceptor)와 같은 홀더(112)를 위한 베이스(120) 상에 더 위치 설정된다. RF 전원(106)은 프로세스 챔버(104)의 내부 내의 프로세스 공간(110) 내에 RF 전력을 인가함으로써 플라즈마(118)를 형성하기 위하여 프로세스 가스(102)를 점화하는데 사용된다. 프로세스 가스(102)는, 예를 들어, 프로세스 챔버(104)의 상부 내에 하나 이상의 오리피스를 통해, 프로세스 챔버(104) 내로 이전에 유입된다. 입자(114)는 RF 전원(106)을 이용한 플라즈마(118)의 점화 때문에 프로세스 챔버(104) 내로 방출되고 플라즈마(118)에 진입한다. 특히, 일부 입자(114)가 챔버 벽으로부터 방출되더라도(예를 들어, 잔류 입자), 입자(114)는 많은 개수의 방출된 입자(114)의 생성을 야기하는 상부 플레이트 물질의 물리적 스퍼터링을 발생시키는 경향이 있는 높은 전기 동요 때문에 주로 상부 챔버 벽으로부터 방출된다. 이와 같이, 챔버 벽 근처에서의 큰 동요와 전기장 때문에, 입자(114)의 밀도는 플라즈마(118) 내에서 상대적으로 높을 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 이러한 입자(114)는 플라즈마(118) 내의 전자(116)의 높은 전자 이동성 때문에 음으로 대전되게 되고, 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)의 입자 오염으로 이어진다.Referring first to FIG. 1 , a diagram is provided for an exemplary embodiment 100 in which a plasma 118 is ignited using an RF power source 106 coupled to the top of a process chamber 104 . A microelectronic workpiece 108, such as a semiconductor wafer, is positioned within the process chamber on a holder 112, such as an electrostatic chuck (ESC) containing one or more electrodes 115. For one embodiment, the holder 112 is further positioned on a base 120 for the holder 112, such as a conductive susceptor. An RF power source 106 is used to ignite the process gas 102 to form a plasma 118 by applying RF power within a process space 110 within the interior of the process chamber 104 . The process gas 102 is previously introduced into the process chamber 104 , for example, through one or more orifices in the top of the process chamber 104 . Particles 114 are emitted into the process chamber 104 and enter the plasma 118 due to ignition of the plasma 118 using the RF power source 106 . In particular, even if some particles 114 are ejected from the chamber walls (e.g., residual particles), the particles 114 cause physical sputtering of the top plate material resulting in the creation of a large number of ejected particles 114. Because of the high electrical perturbation that tends to be emitted mainly from the upper chamber wall. As such, because of the large perturbations and electric fields near the chamber walls, the density of particles 114 may be relatively high within plasma 118 . As discussed below, these particles 114 become negatively charged due to the high electron mobility of electrons 116 in the plasma 118, leading to particle contamination of the microelectronic workpiece 108.

도 2는 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)를 홀더(112)에 클램핑하기 위하여 양 전압(204)이 DC(직류) 전원 공급 장치(202)를 이용하여 홀더(112)에 인가되는 예시적인 실시예(200)에 대한 도면이다. 예를 들어, DC 전원 공급 장치(202)로부터의 양 전압(204)은 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)가 홀더(112)에 정전기적으로 클램핑되게 하도록 ECS와 같은 홀더(112) 내의 전극(115)에 인가된다. 또한, 홀더(112)로의 DC 전원 공급 장치(220)에 의한 양 전압(204)의 인가는 홀더(112) 내의 전극(115)에 공급되는 전류(I)(206) 내에 전류 스파이크(208)를 발생시킨다. 전류 스파이크(208)에 대한 레벨은 저항(R)(210)에 의해 대부분 제한되고, 전류(I)(206)는 프로세스 냉각수(PCW(process cooling water)) 전도성 또는 시스템 내의 회로 전류 누설의 다른 원인에 의해 정의된다. 그 다음, 전류(I)(206)는 실시예(200)에 대하여 도시된 바와 같이 공칭 레벨로 안정된다. 양 전압(V)(204)의 인가는 전류 스파이크(208)와 함께 입자(114)를 플라즈마(118)로부터 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)의 표면을 향하여 당기는 경향이 있다. 차트(212)가 클램핑 및 플라즈마 점화 동작 동안 제1 RF 전원(106)과 DC 전원 공급 장치(202)에 대한 예시적인 상태 상황을 제공한다는 것이 주목된다.2 shows an exemplary embodiment in which a positive voltage 204 is applied to the holder 112 using a DC (direct current) power supply 202 to clamp the microelectronic workpiece 108 to the holder 112 ( 200) is a drawing for. For example, the positive voltage 204 from the DC power supply 202 causes the microelectronic workpiece 108 to be electrostatically clamped to the holder 112 to the electrode 115 in the holder 112, such as an ECS. is authorized to In addition, the application of positive voltage 204 by DC power supply 220 to holder 112 causes a current spike 208 in current (I) 206 supplied to electrode 115 in holder 112. generate The level for the current spike 208 is mostly limited by the resistor (R) 210, and the current (I) 206 is the process cooling water (PCW) conduction or other source of circuit current leakage in the system. is defined by Current (I) 206 then settles to a nominal level as shown for embodiment 200. Application of positive voltage (V) 204 along with current spike 208 tends to pull particle 114 from plasma 118 toward the surface of microelectronic workpiece 108 . It is noted that chart 212 provides example status conditions for first RF power supply 106 and DC power supply 202 during clamping and plasma ignition operations.

도 3은 입자(114)가 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)의 표면에 충돌한 예시적인 실시예(300)에 대한 도면이다. 이 입자(114)는 플라즈마(118)를 이용한 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)의 처리와 연관된 원하지 않는 불순물을 나타낸다. 플라즈마 처리는, 예를 들어, 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)의 표면 상에 물질을 퇴적하는 플라즈마 퇴적 프로세스; 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)의 표면으로부터 물질을 에칭하는 플라즈마 에칭 프로세스; 및/또는 일부 다른 플라즈마 프로세스일 수 있다. 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)의 표면에 충돌하는 입자(114)에 의해 발생되는 결함 밀도는 프로세스 챔버(104) 내에서 플라즈마 프로세스를 이용하여 제조된 집적 회로(IC)에 대한 바람직하지 않은 수율 손실로 이어질 수 있다.FIG. 3 is a diagram of an exemplary embodiment 300 in which particles 114 impinge on the surface of a microelectronic workpiece 108 . These particles 114 represent unwanted impurities associated with the processing of microelectronic workpiece 108 with plasma 118 . Plasma treatment may include, for example, a plasma deposition process of depositing a material on the surface of the microelectronic workpiece 108; a plasma etching process that etches material from the surface of the microelectronic workpiece 108; and/or some other plasma process. Density of defects caused by particles 114 impinging on the surface of microelectronic workpiece 108 can lead to undesirable yield losses for integrated circuits (ICs) fabricated using a plasma process within process chamber 104. can lead

전압(V)(204)이 홀더(112)에 인가될 때 전압(V)(204)을 램핑(ramping)시키는 것으로 표면에 도달하여 불순물이 되는 입자(114)의 개수를 감소시키는데 있어서 개선이 성취될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 플라즈마(118) 내로 방출된 이러한 입자(114)에 기인하는 결함 밀도는 램핑된 전압이 인가되더라도 여전히 허용할 수 없는 수율 손실을 초래할 수 있다.Improvements are achieved in reducing the number of particles 114 that reach the surface and become impurities by ramping the voltage V 204 when it is applied to the holder 112. It turned out that it could be. However, the density of defects due to these particles 114 ejected into the plasma 118 can still result in unacceptable yield loss even when a ramped voltage is applied.

아래에서 설명되는 도 4 내지 6은 프로세스 챔버(104) 내의 상부 플레이트 표면 및/또는 다른 표면 근처에서 상대적으로 작은 동요와 전기장을 발생시켜 이에 의해 플라즈마(118) 내로 유입된 더 낮은 밀도의 입자(114)와 더 높은 수율을 제공하는 제2 RF 전원(502)을 이용한 바이어스 전력 점화의 이점을 도시한다.4-6, described below, generate relatively small perturbations and electric fields near the top plate surface and/or other surfaces within the process chamber 104, thereby generating lower density particles 114 introduced into the plasma 118. ) and the advantage of bias power ignition using the second RF power supply 502 providing higher yield.

도 4를 먼저 보면, 플라즈마(118) 내로 방출된 입자(114)의 개수를 감소시키고 이에 의해 프로세스 수율을 개선하는 플라즈마(118)의 바이어스 전력 점화를 제공하기 위하여 제2 RF 전원(502)을 이용하는 예시적인 실시예(400)에 대한 프로세스 순서도가 제공된다. 블록(402)에서, 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)가 프로세스 챔버(104) 내에서 ESC와 같은 홀더(112) 상에 위치 설정된다. 블록(404)에서, 프로세스 챔버(104)의 하부에서, 예를 들어, 베이스(120)에 커플링된 (도 5 및 6에 도시된 것과 같은) 제2 RF 전원(502)을 이용하여 플라즈마 점화가 수행된다. 블록(406)에서, 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)를 클램핑하기 위하여 직류(DC) 양 전압(204)이 홀더(112) 내의 전극(115)에 인가된다. 블록(408)에서, RF 전력을 프로세스 챔버(104)에 커플링하는 제1 RF 전원(106)을 활성화함으로써 플라즈마(118)가 유지된다. 프로세스 챔버(104)의 하부에 커플링된 제2 RF 전원(502)을 이용하여 플라즈마 점화를 수행함으로써, 플라즈마(118)에 진입하는 입자(114)의 개수는 상당히 감소되고, 이에 의해 입자(114)에 의해 발생되는 입자 밀도를 감소시킨다.Referring first to FIG. 4 , using a second RF power source 502 to provide bias power ignition of the plasma 118 reduces the number of particles 114 emitted into the plasma 118 and thereby improves process yield. A process flow diagram for the exemplary embodiment 400 is provided. At block 402, the microelectronic workpiece 108 is positioned within the process chamber 104 on a holder 112, such as an ESC. At block 404, a plasma is ignited using a second RF power source 502 (as shown in FIGS. 5 and 6) coupled to, for example, the base 120 at the bottom of the process chamber 104. is performed At block 406 , a positive direct current (DC) voltage 204 is applied to electrode 115 in holder 112 to clamp microelectronic workpiece 108 . At block 408 , the plasma 118 is maintained by activating a first RF power source 106 that couples RF power to the process chamber 104 . By performing the plasma ignition using a second RF power source 502 coupled to the bottom of the process chamber 104, the number of particles 114 entering the plasma 118 is significantly reduced, whereby the particles 114 ) to reduce the particle density generated by

도 4의 프로세스 단계들이 도 5 및 6에 도시되고 아래에서 설명되는 바와 같이 컨트롤러(506)에 의해 제어될 수 있다는 것이 주목된다. 또한, 컨트롤러(506)가 본 명세서에 개시된 기능을 제공하도록 프로그래밍된 하나 이상의 프로그래머블 집적 회로를 이용하여 구현될 수 있다는 것이 주목된다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 중앙 처리 유닛 등), 프로그래머블 로직 디바이스(예를 들어, CPLD(complex programmable logic device), FPGA(field programmable gate array) 등) 및/또는 다른 프로그래머블 집적 회로가 본 명세서에 설명된 기능을 구현하기 위하여 소프트웨어 또는 다른 프로그래밍 명령어로 프로그래밍될 수 있다. 소프트웨어 또는 다른 프로그래밍 명령어는 하나 이상의 비일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체(예를 들어, 메모리 저장 디바이스, FLASH 메모리, DRAM 메모리, 리프로그래머블 저장 디바이스, 하드 드라이브, 플로피 디스크, DVD, CD-ROM 등)에 저장될 수 있고, 소프트웨어 또는 다른 프로그래밍 명령어는 프로그래머블 집적 회로에 의해 실행될 때 프로그래머블 집적 회로가 본 명세서에 설명된 프로세스, 기능 및/또는 능력을 수행하게 한다는 것이 추가로 주목된다. 다른 변형이 또한 구현될 수 있다.It is noted that the process steps of FIG. 4 may be controlled by the controller 506 as shown in FIGS. 5 and 6 and described below. It is also noted that controller 506 may be implemented using one or more programmable integrated circuits programmed to provide the functionality described herein. For example, one or more processors (eg, microprocessors, microcontrollers, central processing units, etc.), programmable logic devices (eg, complex programmable logic devices (CPLDs), field programmable gate arrays (FPGAs, etc.)) and /or other programmable integrated circuits may be programmed with software or other programming instructions to implement the functions described herein. Software or other programming instructions may be stored on one or more non-transitory computer readable media (eg, memory storage device, FLASH memory, DRAM memory, reprogrammable storage device, hard drive, floppy disk, DVD, CD-ROM, etc.) It is further noted that the software or other programming instructions, when executed by the programmable integrated circuit, cause the programmable integrated circuit to perform the processes, functions and/or capabilities described herein. Other variations may also be implemented.

도 5는 프로세스 챔버(104) 내에서 홀더(112)를 통해 바이어스 전력점화를 제공하도록 커플링된 제2 RF 전원(502)을 이용하여 플라즈마(118)를 형성하기 위하여 프로세스 가스(102)가 점화되는 예시적인 실시예(500)의 도면이다. 초기에, 반도체 웨이퍼와 같은 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)가 정전 척(ESC)과 같은 홀더(112) 상에서 프로세스 챔버 내에 위치 설정된다. 하나의 실시예를 위하여, 홀더(112)는 하나 이상의 전극(115)을 포함하고, DC 전원 공급 장치(202)가 전극(115)에 커플링된다. 하나의 실시예를 위하여, 추가로 홀더(112)는 베이스(120) 상에 위치 설정되고, 제2 RF 전원(502)은 홀더(112)를 통해 프로세스 챔버(104)로 RF 전력을 커플링하도록 베이스(120)에 커플링된다. 프로세스 가스(102)가 프로세스 챔버(104) 내로 흐르게 된 후에, 예를 들어, 프로세스 챔버(104)의 하부 내로 홀더(112)를 통해 RF 전력을 인가함으로써, 제2 RF 전원(502)이 플라즈마(118)를 형성하기 위하여 프로세스 가스(102)를 점화하는데 사용된다. 제1 RF 전원(106)은 프로세스 챔버(104)의 상부에 RF 전력을 도입하기 위하여 여전히 커플링되지만, 제2 RF 전원(502)에 의해 제공되는 이 바이어스 전력 점화 동안 턴오프된다. 또한, DC 전원 공급 장치(202)도 이 바이어스 전력 점화 동안 턴오프된다. 제2 RF 전원(502)을 이용한 플라즈마(118)의 점화 때문에, 일부 입자(114)가 프로세스 챔버(104) 내로 여전히 방출되어 플라즈마(118) 내로 진입할 수 있다. 그러나, 제2 RF 전원(502)의 사용에 의해 발생되는 챔버 벽 근처에서의 더 작은 동요와 전기장 때문에, 입자(114)의 밀도는 제1 RF 전원(106)을 이용한 점화에 비교하여 플라즈마(118) 내에서 상대적으로 낮다. 하나의 실시예에서, 컨트롤러(506)는 프로세스 동작을 제어하기 위하여 제1 RF 전원(106), DC 전원 공급 장치(202), 제2 RF 전원(502) 및/또는 다른 컴포넌트에 커플링된다.5 illustrates the ignition of process gas 102 to form plasma 118 using a second RF power source 502 coupled to provide bias power ignition through holder 112 within process chamber 104. is a diagram of an exemplary embodiment 500 that is. Initially, a microelectronic workpiece 108, such as a semiconductor wafer, is positioned within a process chamber on a holder 112, such as an electrostatic chuck (ESC). For one embodiment, the holder 112 includes one or more electrodes 115 and a DC power supply 202 is coupled to the electrodes 115 . For one embodiment, a holder 112 is further positioned on the base 120, and a second RF power source 502 couples RF power through the holder 112 to the process chamber 104. coupled to the base 120. After the process gas 102 has been flowed into the process chamber 104, the second RF power source 502 causes the plasma (eg, by applying RF power through the holder 112 into the bottom of the process chamber 104). 118) is used to ignite the process gas 102. The first RF power supply 106 is still coupled to introduce RF power to the top of the process chamber 104, but is turned off during this bias power ignition provided by the second RF power supply 502. DC power supply 202 is also turned off during this bias power ignition. Because of the ignition of the plasma 118 using the second RF power source 502 , some particles 114 may still be emitted into the process chamber 104 and enter the plasma 118 . However, because of the smaller perturbation and electric field near the chamber walls generated by the use of the second RF power source 502, the density of particles 114 is lower in the plasma 118 compared to ignition using the first RF power source 106. ) is relatively low within In one embodiment, the controller 506 is coupled to the first RF power supply 106 , the DC power supply 202 , the second RF power supply 502 and/or other components to control process operation.

차트(504)가 이러한 초기 플라즈마 점화 프로세스 동안 제1 RF 전원(106), DC 전원 공급 장치(202) 및 제2 RF 전원(502)에 대한 예시적인 상태 상황을 제공한다는 것이 주목된다. 이러한 초기 플라즈마 점화 스테이지를 위하여, RF 전원(502)에 의해 홀더(112)를 통해 프로세스 챔버(104)로 인가되는 RF 전력은 플라즈마(118)를 형성하기 위하여 프로세스 가스(102)를 점화하기 위하여 충분한 RF 전력이다. 후속 동작 동안, 제1 RF 전원(106)이 이온 밀도(예를 들어, 이온 플럭스)를 제어하는데 사용되는 동안, 제2 RF 전원(502)이 턴오프될 수 있거나, 제2 RF 전원(502)이 플라즈마(118) 내에서 이온 에너지를 제어하는데 사용될 수 있다. 전형적인 동작을 위하여, 제1 RF 전원(106)에 대한 출력 주파수는 제2 RF 전원(502)에 대한 출력 주파수보다 더 높지만, 본 명세서에 설명된 기술의 이점을 여전히 얻으면서 변형이 구현될 수 있다. 하나의 실시예를 위하여, 제1 RF 전원(106)의 출력 주파수에 대한 범위는 대략 5000 W(Watt) 미만의 최대 출력 전력을 갖는 대략 2 MHz(megahertz) 내지 대략 5 GHz(gigahertz)이고, 제2 RF 전원(502)의 출력 주파수에 대한 범위는 대략 3000 W 미만의 최대 출력 전력을 갖는 대략 400 kHz(kilohertz) 내지 대략 40 MHz이다. 사용되는 동작 주파수가 통상적으로 유도 결합 플라즈마(ICP(inductively coupled plasma)) 소스, 용량 결합 플라즈마(CCP(capacitively coupled plasma)) 소스, 마이크로웨이브 플라즈마 소스 및/또는 다른 플라즈마 소스와 같은 플라즈마 소스에 의존할 것이라는 점이 추가로 주목된다. 예를 들어, ICP 소스 또는 CCP 소스가 사용되면, 최대 동작 주파수는 대략 60 내지 100 MHz 아래로 유지될 수 있다. 대조적으로, 마이크로웨이브 플라즈마 소스가 사용되면, 동작 주파수 범위는 300 MHz 내지 5 GHz 사이로 유지될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 기술의 이점을 여전히 얻으면서, 다른 주파수 범위, 출력 전력 및 관련된 파라미터가 구현될 수 있다.It is noted that chart 504 provides example status conditions for first RF power supply 106 , DC power supply 202 , and second RF power supply 502 during this initial plasma ignition process. For this initial plasma ignition stage, RF power applied by RF power source 502 through holder 112 to process chamber 104 is sufficient to ignite process gas 102 to form plasma 118. is the RF power. During subsequent operation, the second RF power supply 502 can be turned off, or the second RF power supply 502 can be turned off while the first RF power supply 106 is being used to control ion density (eg, ion flux). This can be used to control the ion energy within the plasma 118. For typical operation, the output frequency for the first RF power supply 106 is higher than the output frequency for the second RF power supply 502, but variations can be implemented while still obtaining the benefits of the techniques described herein. . For one embodiment, the range for the output frequency of the first RF power supply 106 is approximately 2 megahertz (MHz) to approximately 5 gigahertz (GHz) with a maximum output power of less than approximately 5000 Watts; 2 The range for the output frequency of the RF power supply 502 is approximately 400 kilohertz (kHz) to approximately 40 MHz with a maximum output power of less than approximately 3000 W. The operating frequency used will typically depend on the plasma source, such as an inductively coupled plasma (ICP) source, a capacitively coupled plasma (CCP) source, a microwave plasma source, and/or other plasma sources. It is additionally noteworthy that For example, if an ICP source or CCP source is used, the maximum operating frequency can be kept below approximately 60-100 MHz. In contrast, if a microwave plasma source is used, the operating frequency range can be maintained between 300 MHz and 5 GHz. Also, other frequency ranges, output powers and related parameters can be implemented while still obtaining the benefits of the techniques described herein.

도 6은 도 2의 실시예(200)와 유사한 예시적인 실시예(600)의 도면이고, 양 전압(V)(204)이 DC 전원 공급 장치(202)를 이용하여 홀더(112)에 인가된다. 이 양 전압(204)의 인가는 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)를 홀더(112)에 클램핑하도록 동작한다. 예를 들어, DC 전원 공급 장치(202)으로부터의 양 전압(204)은, 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)가 홀더(112)에 정전기적으로 클램핑되게 하도록 ESC와 같은 홀더(112) 내의 전극에 인가될 수 있다. 하나의 실시예에서, 양 전압(204)은 초기의 0 전압으로부터 정전기 클램핑을 발생시키기에 충분히 큰 인가된 바이어스 전압 레벨로의 계단형(stair-step) 전압 변화로서 인가된다. 하나의 실시예에서, 양 전압(204)은 초기의 0 전압으로부터 인가된 바이어스 전압 레벨까지 램핑된다. 또한, 양 전압(204)을 인가하기 위한 다른 기술도 사용될 수 있다. 또한, RF 전원(106)이 프로세스 챔버(104) 내에서 플라즈마(118)를 유지하기 위하여 RF 전력을 플라즈마(118)으로 인가하는데 사용된다. 하나의 실시예를 위하여, 클램핑은 제1 RF 전원(106)의 활성화 전에 양 전압(204)을 인가함으로써 수행될 수 있다. 다른 실시예를 위하여, 제1 RF 전원(106)은 클램핑이 양 전압(204)을 인가함으로써 수행되기 전에 활성화될 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 RF 전원(502)은 이 플라즈마 유지 동작 동안 활성화되지 않는다. 그러나, 다른 실시예를 위하여, 제2 RF 전원(502)은 플라즈마(118) 내의 이온 에너지를 제어하는데 사용되고, 제1 RF 전원(106)은 플라즈마(118) 내의 이온 밀도(예를 들어, 이온 플럭스)를 제어하는데 사용된다. 또한, 본 명세서에 설명된 기술의 이점을 여전히 얻으면서, 다른 변형이 구현될 수 있다.FIG. 6 is a diagram of an exemplary embodiment 600 similar to embodiment 200 of FIG. 2 , wherein a positive voltage (V) 204 is applied to the holder 112 using a DC power supply 202. . Application of this positive voltage 204 operates to clamp the microelectronic workpiece 108 to the holder 112 . For example, positive voltage 204 from DC power supply 202 is applied to an electrode in holder 112, such as an ESC, to cause microelectronic workpiece 108 to be electrostatically clamped to holder 112. It can be. In one embodiment, positive voltage 204 is applied as a step-step voltage change from an initial zero voltage to an applied bias voltage level large enough to cause electrostatic clamping. In one embodiment, positive voltage 204 is ramped from an initial zero voltage to the applied bias voltage level. Other techniques for applying the positive voltage 204 may also be used. An RF power source 106 is also used to apply RF power to the plasma 118 to maintain the plasma 118 within the process chamber 104 . For one embodiment, clamping may be performed by applying a positive voltage 204 prior to activation of the first RF power supply 106 . For another embodiment, first RF power supply 106 may be activated before clamping is performed by applying positive voltage 204 . In some embodiments, the second RF power supply 502 is not activated during this plasma maintenance operation. However, for other embodiments, the second RF power supply 502 is used to control the ion energy within the plasma 118 and the first RF power supply 106 is used to control the ion density (e.g., ion flux) within the plasma 118. ) is used to control In addition, other variations may be implemented while still obtaining the benefits of the techniques described herein.

입자(114)의 개수 및 밀도가 본 명세서에 설명된 바와 같이 제2 RF 전원(502)을 이용하는 바이어스 점화 프로세스를 통해 감소되었기 때문에, 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)의 표면에 충돌하는 입자(114)에 의해 발생된 결함 밀도도 또한 감소되어, 개선된 프로세스 수율로 이어진다. 차트(602)가 이러한 클램핑 및 플라즈마 유지 프로세스 동안 제1 RF 전원(106), DC 전원 공급 장치(202) 및 제2 RF 전원(502)에 대한 예시적인 상태 상황을 제공한다는 것이 주목된다. 하나의 실시예에서, 컨트롤러(506)는 프로세스 동작을 제어하기 위하여 제1 RF 전원(106), DC 전원 공급 장치(202), 제2 RF 전원(502) 및/또는 다른 컴포넌트에 커플링된다.Particles 114 impinging on the surface of microelectronic workpiece 108 because the number and density of particles 114 were reduced through a bias ignition process using second RF power source 502 as described herein. The defect density caused by is also reduced, leading to improved process yield. It is noted that chart 602 provides example status conditions for first RF power supply 106 , DC power supply 202 , and second RF power supply 502 during this clamping and plasma maintenance process. In one embodiment, the controller 506 is coupled to the first RF power supply 106 , the DC power supply 202 , the second RF power supply 502 and/or other components to control process operation.

DC 전원 공급 장치(202)에 의해 인가된 양 전압(204)은 충분한 정전기 전하가 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)를 홀더(112)에 클램핑하게 하기에 충분하다는 것이 주목된다. 또한, 제1 RF 전원(106)에 의해 프로세스(104)로 인가된 RF 전력은 프로세스 챔버(104) 내에서 수행되는 플라즈마 프로세스(예를 들어, 퇴적, 에칭 등) 동안 플라즈마(118)를 유지하기에 충분하다는 것이 주목된다. 하나의 실시예를 위하여, 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)를 클램핑하기 위한 양 전압(204)은 정전 척과 같은 홀더(112)에 대한 설계와 필요한 클램핑 조건에 따라 대략 100 V(volt) 내지 대략 5000 V의 범위 내에 있다. 하나의 실시예를 위하여, 제1 RF 전원(106)에 의해 프로세스 가스(102)로 인가된 RF 전력은 플라즈마(118)를 유지하도록 구성되고 프로세스 챔버(104) 내에서 수행되는 플라즈마 프로세스를 위한 제1 RF 전원(106)에 대한 설계 및 동작 상태(예를 들어, 프로세스 가스 조성, 압력 등)에 따라 대략 100 W 내지 5000 W의 범위 내에 속한다.It is noted that the positive voltage 204 applied by the DC power supply 202 is sufficient to cause sufficient electrostatic charge to clamp the microelectronic workpiece 108 to the holder 112 . Additionally, the RF power applied to the process 104 by the first RF power source 106 is used to maintain the plasma 118 during a plasma process (eg, deposition, etching, etc.) performed within the process chamber 104. It is noted that it is sufficient for For one embodiment, the positive voltage 204 for clamping the microelectronic workpiece 108 is between approximately 100 volts and approximately 5000 volts, depending on the clamping requirements and the design of the holder 112, such as an electrostatic chuck. is within the range of For one embodiment, the RF power applied to the process gas 102 by the first RF power source 106 is configured to maintain the plasma 118 and provides a source for a plasma process performed within the process chamber 104. Depending on the design and operating conditions for the 1 RF power source 106 (eg, process gas composition, pressure, etc.), it is in the range of approximately 100 W to 5000 W.

마이크로일렉트로닉 워크피스(108)로의 전체 전하 이동(I)은 플라즈마(118) 내의 입자(114)의 개수와 연관된다는 것이 주목된다. 특히, 전체 음 전하 이동(I)은 다음의 식에 의해 표현될 수 있다:It is noted that the total charge transfer (I) to the microelectronic workpiece 108 is related to the number of particles 114 in the plasma 118. In particular, the total negative charge transfer (I) can be expressed by the equation:

I = e(N + n)/τ, 여기에서,I = e(N + n)/τ, where

e - 전자의 전하;e - charge of an electron;

N - 전이 시간(τ) 동안 이동된 입자의 개수; 및N - the number of particles moved during the transition time (τ); and

n - 전이 시간(τ) 동안 이동된 전자의 개수.n - the number of electrons moved during the transition time (τ).

입자의 개수(N)가 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)로의 전이를 위하여 사용 가능한 플라즈마(118) 내의 입자(114)의 초기 농도에 의존한다는 것이 주목된다. 상기 식에서 알 수 있는 바와 같이, 주어진 전류(I)에서 플라즈마(118) 내의 입자 밀도를 감소시키는 것은 더 작은 개수(N)의 전하 캐리어 입자를 제공할 것이다. 이 감소는 DC 전원 공급 장치(202)에 의해 인가된 양 전압(204)을 이용하여 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)를 클램핑하기 전에 그리고 제1 RF 전원(106)을 이용한 플라즈마 유지 전에 제2 RF 전원(502)을 통한 상대적으로 온화한 점화 상태를 적용하는 본 명세서에 개시된 기술을 구현함으로써 성취된다.It is noted that the number of particles N is dependent on the initial concentration of particles 114 in the plasma 118 available for transition to the microelectronic workpiece 108 . As can be seen from the equation above, reducing the particle density in the plasma 118 at a given current (I) will provide a smaller number (N) of charge carrier particles. This reduction is performed prior to clamping the microelectronic workpiece 108 using the positive voltage 204 applied by the DC power supply 202 and prior to maintaining the plasma using the first RF power supply 106. This is achieved by implementing the techniques disclosed herein to apply a relatively mild ignition condition via 502.

도 7은 본 명세서에서 설명된 실시예를 위한 플라즈마 처리 장치에 대한 예시적인 실시예(700)의 블록도이다. 특히, 도 7은 본 명세서에 설명된 플라즈마 처리 기술을 구현하는데 사용될 수 있는 단지 예시를 목적으로 하는 플라즈마 처리 장치를 위한 하나의 예시적 실시예를 도시한다. 다른 플라즈마 처리 시스템이 본 명세서에 설명된 기술을 동등하게 구현할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 도 7의 예시적 실시예(700)를 위해, 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)를 위하여 프로세스 챔버(104)의 내부 내에서 프로세스 공간(110)을 포함하는 용량 결합 플라즈마 처리 장치를 위한 개략적인 단면도가 제공된다. 원하는 바에 따라, 대안적인 플라즈마 프로세스 장치 및 시스템이 또한 활용될 수 있다.7 is a block diagram of an exemplary embodiment 700 of a plasma processing apparatus for embodiments described herein. In particular, FIG. 7 depicts one exemplary embodiment for a plasma processing apparatus for illustrative purposes only that may be used to implement the plasma processing techniques described herein. It will be appreciated that other plasma processing systems may equally implement the techniques described herein. For the exemplary embodiment 700 of FIG. 7 , a schematic cross-section for a capacitively coupled plasma processing apparatus including a process space 110 within the interior of a process chamber 104 for a microelectronic workpiece 108 is provided. Provided. As desired, alternative plasma process apparatus and systems may also be utilized.

플라즈마 처리 장치(700)는 애싱(ashing), 에칭, 퇴적(deposition)성, 세정, 플라즈마 중합, PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition), ALD(atomic layer deposition) 등을 포함하는 다수의 동작을 위해 사용될 수 있다. 플라즈마 처리 장치(700)의 구조는 잘 알려져 있고, 본 명세서에 제공된 특정 구조는 단지 예시이다. 알루미늄 또는 스테인레스 스틸과 같은 금속으로 이루어진 진공 챔버일 수 있는 프로세스 챔버(104) 내에서 플라즈마 에칭 처리가 실행될 수 있다. 프로세스 챔버(104)는 플라즈마 생성을 위한 프로세스 공간(110)을 제공하는 프로세싱 용기(vessel)를 정의한다. 프로세싱 용기의 내벽은 알루미늄, 이트륨 또는 다른 보호제로 코팅될 수 있다. 프로세싱 용기는 실린더 형상을 가지거나 다른 기하학적 구성을 가질 수 있다.Plasma processing apparatus 700 is used for a number of operations including ashing, etching, deposition, cleaning, plasma polymerization, plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), atomic layer deposition (ALD), and the like. can be used The structure of the plasma processing apparatus 700 is well known, and the specific structures provided herein are exemplary only. A plasma etch process may be performed within process chamber 104, which may be a vacuum chamber made of metal such as aluminum or stainless steel. The process chamber 104 defines a processing vessel that provides a process space 110 for plasma generation. The inner walls of the processing vessel may be coated with aluminum, yttrium or other protective agents. The processing vessel may have a cylindrical shape or have other geometrical configurations.

프로세스 챔버(104) 내의 하부 중심 영역에서, 베이스(120)(실시예(700)에 대하여, 디스크 형상의 서셉터이다)는 반도체 웨이퍼와 같은 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)가 장착될 수 있는 장착 테이블의 역할을 할 수 있다. 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)는 로딩/언로딩 포트 및 게이트 밸브를 통해 프로세스 챔버(104) 내로 이동될 수 있다. 베이스(120)는 그 위에 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)를 장착하기 위한 장착 테이블로서 작용하는 제2 전극의 예로서 하부 전극 어셈블리(720)의 일부를 형성한다. 베이스(120)는, 예를 들어, 알루미늄 합금으로 형성될 수 있다. 베이스(120)에는 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)를 유지하기 위하여 정전 척이 (하부 전극 어셈블리의 일부로서) 그 위에 제공된다. 정전 척(ESC)(112)에는 전극(115)이 제공된다. 전극(115)은 직류(DC) 전원 공급 장치(202)에 전기적으로 연결된다. 정전 척(112)은, DC 전원 공급 장치(202)로부터의 양 전압(204)이 전극(115)에 인가될 때 생성되는 정전기력을 통해 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)를 끌어당긴다. 베이스(120)는 매칭 유닛을 통해 제2 RF 전원(502)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예 및 프로세스 챔버를 위하여, 2개 이상의 전원이 사용되어 베이스(120) 및/또는 프로세스 챔버(104) 내의 다른 전도성 컴포넌트에 연결될 수 있다. 이 제2 RF 전원(502)은, 예를 들어, 400 kHz 내지 40 MHz의 범위에 있는 고주파 전압을 출력할 수 있다. 또한, 정전 척(112)을 둘러싸도록 베이스(120)의 상부 표면 상에 포커스 링 어셈블리(focus ring assembly)(714)가 제공된다.In the lower central region within process chamber 104, base 120 (for embodiment 700, which is a disc-shaped susceptor) is a mounting table on which a microelectronic workpiece 108, such as a semiconductor wafer, may be mounted. can play the role of A microelectronic workpiece 108 may be moved into the process chamber 104 through the loading/unloading port and gate valve. Base 120 forms part of lower electrode assembly 720 as an example of a second electrode that acts as a mounting table for mounting microelectronic workpiece 108 thereon. The base 120 may be formed of, for example, an aluminum alloy. The base 120 is provided thereon (as part of the lower electrode assembly) for holding the microelectronic workpiece 108 thereon. An electrode 115 is provided on an electrostatic chuck (ESC) 112 . Electrode 115 is electrically connected to a direct current (DC) power supply 202 . The electrostatic chuck 112 attracts the microelectronic workpiece 108 via an electrostatic force generated when a positive voltage 204 from the DC power supply 202 is applied to the electrode 115 . The base 120 may be electrically connected to the second RF power source 502 through a matching unit. For other embodiments and process chambers, two or more power sources may be used and connected to base 120 and/or other conductive components within process chamber 104 . The second RF power source 502 may output a high frequency voltage in the range of 400 kHz to 40 MHz, for example. A focus ring assembly 714 is also provided on the upper surface of the base 120 to surround the electrostatic chuck 112 .

배기 경로(733)는 가스 배출 유닛에 연결되는 하나 이상의 배기 포트(도시되지 않음)를 통해 형성될 수 있다. 가스 배출 유닛은, 프로세스 챔버(104) 내의 플라즈마 처리 공간을 원하는 진공 조건으로 펌프 아웃하도록 구성되는 터보 분자 펌프(turbo molecular pump)와 같은 진공 펌프를 포함할 수 있다. 가스 배출 유닛은 프로세스 챔버(104)의 내부를 배기하여, 이에 의해 그 내부 압력을 원하는 정도의 진공으로 감압한다.The exhaust path 733 may be formed through one or more exhaust ports (not shown) connected to the gas exhaust unit. The gas exhaust unit may include a vacuum pump, such as a turbo molecular pump configured to pump out the plasma processing space within the process chamber 104 to a desired vacuum condition. The gas exhaust unit evacuates the inside of the process chamber 104, thereby reducing its internal pressure to a desired degree of vacuum.

상부 전극 어셈블리(770)는 제1 전극의 일례이고, 하부 전극 어셈블리(720)를 평행하게 마주하도록 하부 전극 어셈블리(720) 위에 수직으로 위치 설정된다. 플라즈마 생성 공간 또는 프로세스 공간(110)은 하부 전극 어셈블리(720)와 상부 전극 어셈블리(770) 사이에서 정의된다. 상부 전극 어셈블리(770)는 디스크 형상을 가진 내측 상부 전극(771) 및 고리형일 수 있고 내측 상부 전극(771)의 주변부를 둘러싸는 외측 상부 전극을 포함한다. 또한, 내측 상부 전극(771)은 하부 전극 어셈블리(720) 상에 장착되는 마이크로일렉트로닉 워크피스(108) 위의 프로세스 공간(110)에 특정 양의 프로세싱 가스를 주입하기 위한 프로세싱 가스 입구로서도 기능한다. 이에 의해, 상부 전극 어셈블리(770)는 샤워 헤드(shower head)를 형성한다. 더욱 구체적으로는, 내측 상부 전극(771)은 가스 주입 개구부(782)를 포함한다.The upper electrode assembly 770 is one example of a first electrode and is positioned vertically above the lower electrode assembly 720 so as to face the lower electrode assembly 720 in parallel. A plasma generation space or process space 110 is defined between the lower electrode assembly 720 and the upper electrode assembly 770 . The upper electrode assembly 770 includes an inner upper electrode 771 having a disc shape and an outer upper electrode that may be ring-shaped and surrounds a periphery of the inner upper electrode 771 . In addition, the inner upper electrode 771 also functions as a processing gas inlet for injecting a specific amount of processing gas into the process space 110 above the microelectronic workpiece 108 mounted on the lower electrode assembly 720. Accordingly, the upper electrode assembly 770 forms a shower head. More specifically, the inner upper electrode 771 includes a gas injection opening 782 .

상부 전극 어셈블리(770)는 하나 이상의 버퍼 챔버(들)(1789A, 789B, 및 789C)를 포함할 수 있다. 버퍼 챔버는, 프로세스 가스를 확산시키기 위해 사용되고, 디스크 형상의 공간을 정의할 수 있다. 프로세스 가스 공급 시스템(780)으로부터의 프로세스 가스는 상부 전극 어셈블리(770)에 가스를 공급한다. 프로세스 가스 공급 시스템(780)은, 마이크로일렉트로닉 워크피스(108) 상에, 필름 형성, 에칭 및 이와 유사한 것과 같은 특정 프로세스를 수행하기 위한 프로세싱 가스를 공급하도록 구성될 수 있다. 프로세스 가스 공급 시스템(780)은 프로세싱 가스 공급 경로를 형성하는 가스 공급 라인(781A, 781B, 781C)에 접속된다. 가스 공급 라인은 내측 상부 전극(771)의 버퍼 챔버에 접속된다. 그 다음, 프로세싱 가스는 버퍼 챔버로부터 그 하부 표면에서의 가스 주입 개구부(782)로 이동할 수 있다. 버퍼 챔버(789A 내지 789C) 내로 유입되는 프로세싱 가스의 유량(flow rate)은, 예를 들어, 질량 유량 컨트롤러를 사용함으로써 조정될 수 있다. 또한, 유입된 프로세싱 가스는 전극 플레이트(샤워헤드 전극)의 가스 주입 개구부(782)로부터 프로세스 공간(110)으로 배출된다. 내측 상부 전극(771)은 부분적으로 샤워헤드 전극 어셈블리를 제공하기 위해 기능한다.Upper electrode assembly 770 can include one or more buffer chamber(s) 1789A, 789B, and 789C. A buffer chamber is used to diffuse the process gas and can define a disk-shaped space. Process gas from process gas supply system 780 supplies gas to upper electrode assembly 770 . Process gas supply system 780 may be configured to supply processing gases to perform certain processes on the microelectronic workpiece 108 , such as film forming, etching, and the like. A process gas supply system 780 is connected to gas supply lines 781A, 781B and 781C forming a processing gas supply path. A gas supply line is connected to the buffer chamber of the inner upper electrode 771 . The processing gas can then move from the buffer chamber to a gas injection opening 782 at its lower surface. The flow rate of the processing gas flowing into the buffer chambers 789A-789C can be adjusted, for example, by using a mass flow controller. In addition, the introduced processing gas is discharged into the process space 110 from the gas injection opening 782 of the electrode plate (showerhead electrode). The inner top electrode 771 functions in part to provide a showerhead electrode assembly.

도 7에 도시된 바와 같이, 에지 버퍼 챔버(789A), 중간 버퍼 챔버(789B) 및 중앙 버퍼 챔버(789C)에 대응하는 3개의 버퍼 챔버(789A, 789B, 789C)가 제공된다. 마찬가지로, 가스 공급 라인(781A, 781B, 781C)은 에지 가스 공급 라인(781A), 중간 가스 공급 라인(781B) 및 중앙 가스 공급 라인(781C)로서 구성될 수 있다. 버퍼 챔버는, 이 경우에 에지, 중간 및 중앙으로 기판의 상이한 국지화된 영역에 대응하는 방식으로 제공된다. 이 영역들은 마이크로일렉트로닉 워크피스(108)의 국지화된 영역에 대한 특정 플라즈마 프로세스 조건에 대응할 수 있다. 3개의 국지화된 영역의 사용은 단지 예시라는 것이 인식될 것이다. 따라서, 플라즈마 처리 장치는 기판의 임의의 개수의 영역 상에서의 국지화된 플라즈마 프로세스 조건을 제공하도록 구성될 수 있다. 또한, 다양한 구성 중 임의의 구성이 이용될 수 있다는 것이 다시 한번 주목된다.As shown in FIG. 7, three buffer chambers 789A, 789B, and 789C are provided, corresponding to an edge buffer chamber 789A, an intermediate buffer chamber 789B, and a central buffer chamber 789C. Likewise, the gas supply lines 781A, 781B, and 781C may be configured as an edge gas supply line 781A, a middle gas supply line 781B, and a center gas supply line 781C. The buffer chambers are provided in such a way as to correspond to different localized regions of the substrate, in this case edge, middle and center. These regions may correspond to specific plasma process conditions for localized regions of the microelectronic workpiece 108 . It will be appreciated that the use of three localized regions is exemplary only. Thus, a plasma processing apparatus can be configured to provide localized plasma process conditions on any number of regions of a substrate. Also, it is noted once again that any of a variety of configurations may be used.

상부 전극 어셈블리(770)는 전력 피더(power feeder)(765) 및 매칭 유닛(766)을 통해 고주파 전원(도시되지 않음)(제1 고주파 전원)과 전기적으로 연결된다. 고주파 전원은 40 MHz(megahertz) 이상(예를 들어 60 MHz)의 주파수를 갖는 고주파 전압을 출력할 수 있거나, 30 MHz 내지 5 GHz 이상의 주파수를 갖는 초고주파(VHF(very high frequency)) 전압을 출력할 수 있다. 이 전원은 바이어스 전원에 비해 메인 전원 공급 장치로 지칭될 수 있다. 특정 실시예에 대하여 상부 전극을 위한 전원이 없고, 2개의 전원이 하부 전극에 연결된다는 것이 주목된다. 또한, 다른 변형도 구현될 수 있다.The upper electrode assembly 770 is electrically connected to a high frequency power source (not shown) (a first high frequency power source) through a power feeder 765 and a matching unit 766 . The high frequency power supply may output a high frequency voltage having a frequency of 40 MHz (megahertz) or higher (for example, 60 MHz) or may output a very high frequency (VHF) voltage having a frequency of 30 MHz to 5 GHz or higher. can This power supply may be referred to as the main power supply compared to the bias power supply. It is noted that for this particular embodiment there is no power source for the upper electrode, and two power sources are connected to the lower electrode. Also, other variations may be implemented.

플라즈마 처리 장치의 컴포넌트는 대응하는 메모리 스토리지 유닛 및 사용자 인터페이스(모두 도시되지 않음)에 결국 접속될 수 있는 제어 유닛에 연결될 수 있고 제어 유닛에 의해 제어될 수 있다. 다양한 플라즈마 처리 동작이 사용자 인터페이스를 통해 실행될 수 있고, 다양한 플라즈마 처리 레시피 및 동작이 스토리지 유닛에 저장될 수 있다. 따라서, 다수의 마이크로제조 기술로 플라즈마 프로세스 챔버 내에서 주어진 기판이 처리될 수 있다. 동작에서, 플라즈마 처리 장치는 프로세스 챔버(104)의 내부 내의 프로세스 공간(110) 내에 플라즈마를 생성하기 위해 상부 전극 및 하부 전극을 사용한다. 그 다음, 이러한 생성된 플라즈마는, 플라즈마 에칭, 화학 기상 증착, 반도체 물질, 유리 물질 및 박막 태양 전지, 다른 광전지와 같은 대형 패널 및 평면 패널 디스플레이를 위한 유기/무기 플레이트의 처리 등과 같은 다양한 유형의 처리에서, 타겟 기판(마이크로일렉트로닉 워크피스(108) 또는 처리될 임의의 물질)을 처리하기 위해 사용될 수 있다.The components of the plasma processing apparatus can be connected to and controlled by the control unit, which in turn can be connected to a corresponding memory storage unit and user interface (both not shown). Various plasma processing operations can be executed through the user interface, and various plasma processing recipes and operations can be stored in the storage unit. Thus, a given substrate can be processed within a plasma process chamber with a number of microfabrication techniques. In operation, the plasma processing apparatus uses an upper electrode and a lower electrode to generate plasma within a process space 110 within the interior of the process chamber 104 . This generated plasma is then subjected to various types of processing, such as plasma etching, chemical vapor deposition, processing of organic/inorganic plates for large panels and flat panel displays, such as semiconductor materials, glass materials and thin film solar cells, and other photovoltaic cells. , can be used to process a target substrate (microelectronic workpiece 108 or any material to be processed).

앞선 설명에서, 처리 시스템의 특정 구조 및 그 내에 사용된 다양한 컴포넌트 및 프로세스에 대한 설명과 같은 특정 상세가 설명되었다. 그러나, 본 명세서에서의 기술은 이러한 특정 상세로부터 벗어나는 다른 실시예에서 실시될 수 있고, 이러한 상세가 한정이 아닌 설명의 목적을 위한 것이라는 점이 이해되어야 한다. 본 명세서에 개시된 실시예들은 첨부된 도면을 참조하여 설명되었다. 마찬가지로, 설명의 목적으로, 특정 숫자, 재료 및 구성이 완전한 이해를 제공하기 위하여 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 실시예들은 이러한 특정 상세 없이 실시될 수 있다. 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 컴포넌트는 유사한 참조 부호로 표시되고, 따라서 임의의 불필요한 설명은 생략될 수 있다.In the foregoing description, specific details have been set forth, such as specific structures of processing systems and descriptions of various components and processes used therein. However, it should be understood that the techniques herein may be practiced in other embodiments that depart from these specific details, and that these details are for purposes of explanation and not limitation. Embodiments disclosed herein have been described with reference to the accompanying drawings. Likewise, for purposes of explanation, specific numbers, materials, and constructions have been set forth in order to provide a thorough understanding. Nevertheless, embodiments may be practiced without these specific details. Components having substantially the same functional configuration are denoted by similar reference numerals, and thus any unnecessary descriptions may be omitted.

다양한 기술들이 다양한 실시예들의 이해를 돕기 위하여 다수의 개별 동작으로서 설명되었다. 설명의 순서는 이러한 동작들이 반드시 순서 의존적인 것을 의미하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 사실, 이러한 동작들은 제공 순서로 수행될 필요는 없다. 설명된 동작들은 설명된 실시예가 아닌 다른 순서로 수행될 수 있다. 다양한 추가 동작들이 수행될 수 있고 그리고/또는 설명된 동작들은 추가 실시예에서 생략될 수 있다.Various techniques have been described as multiple separate operations to facilitate understanding of various embodiments. The order of description should not be taken to imply that these operations are necessarily order dependent. In fact, these operations need not be performed in the order of presentation. Operations described may be performed in an order other than the described embodiment. Various additional operations may be performed and/or described operations may be omitted in further embodiments.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 "기판(substrate)" 또는 "타겟 기판(target substrate)"은 일반적으로 본 발명에 따라 처리되는 대상을 나타낸다. 기판은 디바이스, 특히 반도체 또는 다른 전자 디바이스의 임의의 물질 부분 또는 구조를 포함할 수 있고, 예를 들어, 반도체 웨이퍼와 같은 베이스 기판 구조, 레티클(reticle) 또는 박막과 같은 베이스 기판 구조 상의 또는 베이스 기판 구조 위에 놓인 층일 수 있다. 따라서, 기판은 임의의 특정 베이스 구조, 아래에 놓인 층 또는 위에 놓인 층, 패터닝 된 것 또는 패터닝되지 않은 것에 한정되지 않고, 오히려, 임의의 이러한 층 또는 베이스 구조와, 층 및/또는 베이스 구조의 임의의 조합을 포함하는 것으로 고려된다. 설명은 특정 유형의 기판을 참조할 수 있지만, 이는 단지 예시적인 목적을 위한 것이다.As used herein, “substrate” or “target substrate” generally refers to an object to be processed according to the present invention. A substrate may include any material portion or structure of a device, in particular a semiconductor or other electronic device, for example on or on a base substrate structure such as a semiconductor wafer, reticle or thin film. It can be a layer overlaid on the structure. Thus, the substrate is not limited to any particular base structure, underlying or overlying layer, patterned or unpatterned, but rather any such layer or base structure, and any of the layers and/or base structures. It is considered to include a combination of The description may reference specific types of substrates, but this is for illustrative purposes only.

본 명세서 전체에 걸쳐 "하나의 실시예"또는 "일 실시예"는 실시예와 관련하여 설명된 특정의 특징, 구조, 물질 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되지만, 그것들이 모든 실시예에 존재하는 것을 나타내지 않는다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서를 전체를 통해 다양한 곳에서 나타나는 "하나의 실시예에서" 또는 "일 실시예에서"는 반드시 본 발명의 동일 실시예를 참조하고 있는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조, 물질 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 결합될 수 있다. 다양한 추가 층 및/또는 구조가 포함될 수 있고 그리고/또는 설명된 특징은 다른 실시예에서 생략될 수 있다.Throughout this specification, “one embodiment” or “an embodiment” refers to a particular feature, structure, material, or characteristic described in connection with the embodiment that is included in at least one embodiment of the present invention, but not all of them. It means that it does not indicate that it is present in the examples. Thus, appearances “in one embodiment” or “in an embodiment” in various places throughout this specification are not necessarily referring to the same embodiment of the invention. In addition, certain features, structures, materials or properties may be combined in any suitable way in one or more embodiments. Various additional layers and/or structures may be included and/or described features may be omitted in other embodiments.

본 명세서에서 사용된 바와 같은 "마이크로일렉트로닉 워크피스(microelectronic workpiece)"는 일반적으로 본 발명에 따라 처리되는 대상을 나타낸다. 마이크로일렉트로닉 워크피스는 디바이스, 특히 반도체 또는 다른 전자 디바이스의 임의의 물질 부분 또는 구조를 포함할 수 있고, 예를 들어, 반도체 기판과 같은 베이스 기판 구조 또는 박막과 같은 베이스 기판 구조 상의 또는 베이스 기판 구조 위에 놓인 층일 수 있다. 베이스 기판 구조 상의 층 또는 베이스 기판 구조를 덮는 층일 수 있다. 따라서, 워크피스는 임의의 특정 베이스 구조, 아래에 놓인 층 또는 위에 놓인 층, 패터닝 된 것 또는 패터닝되지 않은 것에 한정되지 않고, 오히려, 임의의 이러한 층 또는 베이스 구조와, 층 및/또는 베이스 구조의 임의의 조합을 포함하는 것으로 고려된다. 설명은 특정 유형의 기판을 참조할 수 있지만, 이는 단지 예시적인 목적을 위한 것이고 한정이 아니다.As used herein, “microelectronic workpiece” generally refers to an object to be processed according to the present invention. A microelectronic workpiece may include any material portion or structure of a device, particularly a semiconductor or other electronic device, for example on or on a base substrate structure such as a semiconductor substrate or a base substrate structure such as a thin film. It can be a laid layer. It may be a layer on the base substrate structure or a layer covering the base substrate structure. Thus, the workpiece is not limited to any particular base structure, underlying layer or overlying layer, patterned or unpatterned, but rather any such layer or base structure, and any layer and/or base structure. It is contemplated to include any combination. The description may reference a particular type of substrate, but this is for illustrative purposes only and not limiting.

또한, 당해 업계에서의 통상의 기술자는, 본 발명의 동일한 과제를 여전히 성취하면서, 위에서 설명된 기술의 동작에 대하여 이루어지는 많은 변형이 있을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 변형은 본 개시 내용의 범위에 의해 포함되도록 의도된다. 이와 같이, 본 발명의 실시예들에 대한 전술한 설명은 한정하는 것으로 의도되지 않는다. 대신에, 본 발명의 실시예에 대한 임의의 한정은 이어지는 청구범위에 제공된다.In addition, those skilled in the art will appreciate that many modifications can be made to the operation of the techniques described above while still achieving the same object of the present invention. Such variations are intended to be covered by the scope of this disclosure. As such, the foregoing description of embodiments of the present invention is not intended to be limiting. Instead, any limitations to the embodiments of the invention are presented in the claims that follow.

마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하기 위한 시스템 및 방법이 다수의 실시예에서 설명된다는 것이 추가로 주목된다. 관련 기술 분야에서의 통상의 기술자는 다양한 실시예가 하나 이상의 특정 세부 사항 없이, 또는 다른 대체물 및/또는 추가 방법, 물질 또는 컴포넌트 없이 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 경우에는, 본 발명의 다양한 실시예의 양태를 흐리게 하는 것을 회피하기 위하여 잘 알려진 구조, 물질 또는 동작이 상세히 도시되지 않거나 설명되지 않는다. 마찬가지로, 설명을 목적으로, 특정 수, 물질 및 구성이 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명은 특정 상세 없이 실시될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 다양한 실시예들은 예시적인 표현이며, 반드시 축척대로 도시된 것이 아닌 점이 이해된다.It is further noted that systems and methods for processing microelectronic workpieces are described in a number of embodiments. Those skilled in the art will recognize that the various embodiments may be practiced without one or more specific details, or without other substitutions and/or additional methods, materials, or components. In other instances, well-known structures, materials, or operations have not been shown or described in detail in order to avoid obscuring aspects of various embodiments of the present invention. Likewise, for purposes of explanation, specific numbers, materials, and configurations are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. Nevertheless, the invention may be practiced without specific details. It is also understood that the various embodiments shown in the drawings are illustrative representations and have not necessarily been drawn to scale.

설명된 시스템 및 방법의 추가적인 수정 및 대안적 실시예는 본 개시를 고려하여 당해 업계에서의 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 따라서, 설명된 시스템 및 방법이 이러한 예시적인 구성에 의해 제한되지 않는다는 것이 인식될 것이다. 본 명세서에 도시되고 설명된 시스템 및 방법의 형태는 예시적인 실시예로서 취해져야 하는 것이 이해되어야 한다. 다양한 변경이 구현에서 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명이 특정 실시예를 참조하여 본 명세서에서 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미라기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 그러한 수정은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다. 또한, 특정 실시예와 관련하여 본 명세서에 설명된 문제점에 대한 임의의 이점, 장점 또는 해결책은 임의의 청구범위 또는 모든 청구범위의 중요하거나, 필요하거나 또는 본질적인 특징 또는 요소로 해석되는 것으로 의도되지 않는다.Additional modifications and alternative embodiments of the described systems and methods will become apparent to those skilled in the art in light of this disclosure. Accordingly, it will be appreciated that the described systems and methods are not limited by these example configurations. It should be understood that the forms of the systems and methods shown and described herein are to be taken as exemplary embodiments. Various changes may be made in the implementation. Accordingly, although the invention has been described herein with reference to specific embodiments, various modifications and changes may be made without departing from the scope of the invention. Accordingly, the specification and drawings are to be regarded in an illustrative rather than restrictive sense, and such modifications are intended to be included within the scope of the present invention. Furthermore, any advantage, advantage, or solution to a problem described herein in connection with a particular embodiment is not intended to be construed as an important, necessary, or essential feature or element of any or all claims. .

Claims (20)

마이크로일렉트로닉 워크피스(microelectronic workpiece)를 처리하는 방법에 있어서,
프로세스 챔버 내의 홀더 상에 마이크로일렉트로닉 워크피스를 위치 설정(positioning)하는 단계로서, 상기 프로세스 챔버는 상기 프로세스 챔버에 RF 전력을 커플링하도록 구성되는 제1 무선 주파수(RF; radio frequency) 전원과, 상기 홀더에 RF 전력을 커플링하도록 구성되는 제2 RF 전원과, 상기 홀더에 양 전압(positive voltage)을 커플링하도록 구성되는 직류 전류(DC; direct current) 전원 공급 장치를 포함하는 것인, 상기 위치 설정하는 단계;
상기 프로세스 챔버 내로 플라즈마 프로세스를 위한 프로세스 가스를 흘리는 단계;
플라즈마 점화를 위해 충분한 RF 전력이 상기 홀더에 커플링되도록 상기 제2 RF 전원을 활성화함으로써 플라즈마를 형성하도록 상기 프로세스 가스를 점화하는 단계; 및
플라즈마를 형성하도록 상기 프로세스 가스를 점화하는 단계에 이어서,
상기 DC 전원 공급 장치를 이용하여 상기 홀더에 상기 양 전압을 인가함으로써 상기 마이크로일렉트로닉 워크피스를 상기 홀더에 클램핑하는 단계; 및
상기 플라즈마를 유지하기 위하여 충분한 RF 전력이 상기 프로세스 챔버에 커플링되도록 상기 제1 RF 전원을 활성화하는 단계
를 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 방법.
A method for processing a microelectronic workpiece, comprising:
positioning a microelectronic workpiece on a holder in a process chamber, the process chamber comprising: a first radio frequency (RF) power source configured to couple RF power to the process chamber; a second RF power supply configured to couple RF power to the holder and a direct current (DC) power supply configured to couple a positive voltage to the holder. setting up;
flowing a process gas for a plasma process into the process chamber;
igniting the process gas to form a plasma by activating the second RF power source such that sufficient RF power is coupled to the holder to ignite the plasma; and
Following igniting the process gas to form a plasma,
clamping the microelectronic workpiece to the holder by applying the positive voltage to the holder using the DC power supply; and
Activating the first RF power source such that sufficient RF power is coupled to the process chamber to maintain the plasma.
A method of processing a microelectronic workpiece comprising:
제1항에 있어서, 상기 클램핑하는 단계는 상기 활성화하는 단계 전에 수행되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 방법.2. The method of claim 1, wherein said clamping step is performed before said activating step. 제1항에 있어서, 상기 활성화하는 단계는 상기 클램핑하는 단계 전에 수행되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 방법.2. The method of claim 1, wherein said activating step is performed before said clamping step. 제1항에 있어서, 상기 제1 RF 전원은 상기 프로세스 챔버의 상부 부분에 위치되고, 상기 제2 RF 전원은 상기 프로세스 챔버의 하부 부분에 위치되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 방법.The method of claim 1 , wherein the first RF power source is located in an upper portion of the process chamber and the second RF power source is located in a lower portion of the process chamber. 제1항에 있어서, 상기 제2 RF 전원은 상기 제1 RF 전원이 상기 프로세스 챔버에 제공하는 RF 전력보다 더 낮은 RF 전력을 상기 프로세스 챔버에 제공하는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the second RF power supply provides a lower RF power to the process chamber than the RF power provided to the process chamber by the first RF power supply. 제1항에 있어서, 상기 점화하는 단계는, 상기 제2 RF 전원으로부터 상기 홀더를 위한 베이스로 RF 전력을 인가하는 단계를 포함하는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the igniting step includes applying RF power from the second RF power source to a base for the holder. 제1항에 있어서, 상기 양 전압은 계단형(stair-step) 전압 변화 또는 램핑된(ramped) 전압 중 적어도 하나로서 상기 홀더에 인가되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 방법.The method of claim 1 , wherein the positive voltage is applied to the holder as at least one of a stair-step voltage change or a ramped voltage. 제1항에 있어서, 상기 마이크로일렉트로닉 워크피스의 표면으로부터의 물질의 에칭 또는 상기 마이크로일렉트로닉 워크피스의 표면 상의 물질의 퇴적(deposit) 중 적어도 하나를 수행하기 위하여 상기 플라즈마를 사용하는 단계를 더 포함하는, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 방법.2. The method of claim 1, further comprising using the plasma to perform at least one of etching material from the surface of the microelectronic workpiece or depositing material on the surface of the microelectronic workpiece. , a method for processing microelectronic workpieces. 제1항에 있어서, 상기 홀더는 정전 척(electrostatic chuck)을 포함하는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the holder comprises an electrostatic chuck. 제1항에 있어서, 상기 마이크로일렉트로닉 워크피스는 반도체 웨이퍼인 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the microelectronic workpiece is a semiconductor wafer. 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템에 있어서,
프로세스 챔버;
상기 프로세스 챔버 내에 위치 설정된, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 위한 홀더;
플라즈마를 유지하기에 충분한 RF 전력을 상기 프로세스 챔버에 인가하도록 구성되는 제1 무선 주파수(RF) 전원;
상기 프로세스 챔버 내에 플라즈마를 형성하도록 프로세스 가스를 점화하기에 충분한 RF 전력을 상기 홀더에 커플링하도록 구성되는 제2 RF 전원;
상기 마이크로일렉트로닉 워크피스를 상기 홀더로 정전기적으로 끌어당기기 위하여 상기 홀더에 양 전압을 인가하도록 구성되는 직류(DC) 전원 공급 장치; 및
상기 제2 RF 전원을 이용하여 RF 전력을 인가함으로써 상기 프로세스 가스를 점화하도록 구성되는 컨트롤러
를 포함하고,
상기 컨트롤러는 또한, 상기 프로세스 가스의 점화에 이어서, 상기 DC 전원 공급 장치를 이용하여 상기 양 전압을 인가함으로써 상기 마이크로일렉트로닉 워크피스를 클램핑하고 상기 플라즈마를 유지하기 위하여 충분한 RF 전력을 상기 프로세스 챔버에 커플링하기 위하여 상기 제1 RF 전원을 활성화하도록 구성되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템.
A system for processing a microelectronic workpiece comprising:
process chamber;
a holder for a microelectronic workpiece positioned within the process chamber;
a first radio frequency (RF) power source configured to apply RF power to the process chamber sufficient to maintain a plasma;
a second RF power source configured to couple RF power to the holder sufficient to ignite a process gas to form a plasma within the process chamber;
a direct current (DC) power supply configured to apply a positive voltage to the holder to electrostatically attract the microelectronic workpiece to the holder; and
A controller configured to ignite the process gas by applying RF power using the second RF power source
including,
The controller also couples sufficient RF power to the process chamber to clamp the microelectronic workpiece and maintain the plasma by applying the positive voltage using the DC power supply following ignition of the process gas. and activate the first RF power source to process a microelectronic workpiece.
제11항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 제1 RF 전원이 활성화되기 전에 상기 마이크로일렉트로닉 워크피스를 클램핑하도록 구성되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템. 12. The system of claim 11, wherein the controller is configured to clamp the microelectronic workpiece before the first RF power source is activated. 제11항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 마이크로일렉트로닉 워크피스가 클램핑되기 전에 상기 제1 RF 전원을 활성화하도록 구성되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템. 12. The system of claim 11, wherein the controller is configured to activate the first RF power source before the microelectronic workpiece is clamped. 제11항에 있어서, 상기 제1 RF 전원은 상기 프로세스 챔버의 상부 부분에 위치되고, 상기 제2 RF 전원은 상기 프로세스 챔버의 하부 부분에 위치되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템. 12. The system of claim 11, wherein the first RF power source is located in an upper portion of the process chamber and the second RF power source is located in a lower portion of the process chamber. 제11항에 있어서, 상기 제2 RF 전원은, 상기 제1 RF 전원이 상기 프로세스 챔버에 제공하도록 구성된 것보다 더 낮은 RF 전력을 상기 프로세스 챔버에 제공하도록 구성되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템. 12. The process of claim 11, wherein the second RF power source is configured to provide lower RF power to the process chamber than the first RF power source is configured to provide to the process chamber. system to do. 제11항에 있어서, 상기 홀더에 커플링된 베이스를 더 포함하고, 상기 제2 RF 전원은 상기 베이스에 RF 전력을 인가하도록 구성되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템. 12. The system of claim 11, further comprising a base coupled to the holder, wherein the second RF power source is configured to apply RF power to the base. 제11항에 있어서, 상기 DC 전원 공급 장치는 계단형 전압 변화 또는 램핑된 전압 중 적어도 하나로서 상기 양 전압을 인가하도록 구성되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템. 12. The system of claim 11, wherein the DC power supply is configured to apply the positive voltage as at least one of a stepped voltage change or a ramped voltage. 제11항에 있어서, 상기 플라즈마는, 상기 마이크로일렉트로닉 워크피스의 표면으로부터의 물질의 에칭 또는 상기 마이크로일렉트로닉 워크피스의 표면 상의 물질의 퇴적 중 적어도 하나를 수행하도록 구성되는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템. 12. The microelectronic workpiece of claim 11 , wherein the plasma is configured to perform at least one of etching material from a surface of the microelectronic workpiece or depositing material on a surface of the microelectronic workpiece. system to process. 제11항에 있어서, 상기 홀더는 정전 척을 포함하는 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템. 12. The system of claim 11, wherein the holder comprises an electrostatic chuck. 제11항에 있어서, 상기 마이크로일렉트로닉 워크피스는 반도체 웨이퍼인 것인, 마이크로일렉트로닉 워크피스를 처리하는 시스템. 12. The system of claim 11, wherein the microelectronic workpiece is a semiconductor wafer.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9824941B2 (en) * 2015-11-17 2017-11-21 Lam Research Corporation Systems and methods for detection of plasma instability by electrical measurement
CN113748227A (en) * 2019-04-15 2021-12-03 应用材料公司 Electrostatic adsorption process
CN110223904A (en) * 2019-07-19 2019-09-10 江苏鲁汶仪器有限公司 A kind of plasma process system with Faraday shield device
CN110459458B (en) * 2019-08-29 2021-12-07 上海华力集成电路制造有限公司 Plasma etching process
WO2021050308A1 (en) * 2019-09-12 2021-03-18 Applied Materials, Inc. Repulsion mesh and deposition methods
US20210210355A1 (en) * 2020-01-08 2021-07-08 Tokyo Electron Limited Methods of Plasma Processing Using a Pulsed Electron Beam

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6057244A (en) 1998-07-31 2000-05-02 Applied Materials, Inc. Method for improved sputter etch processing
WO2002091461A2 (en) 2001-05-04 2002-11-14 Tokyo Electron Limited Ionized pvd with sequential deposition and etching
JP4024053B2 (en) 2002-02-08 2007-12-19 キヤノンアネルバ株式会社 High frequency plasma processing method and high frequency plasma processing apparatus
US20050069651A1 (en) 2003-09-30 2005-03-31 Tokyo Electron Limited Plasma processing system
US7851368B2 (en) * 2005-06-28 2010-12-14 Lam Research Corporation Methods and apparatus for igniting a low pressure plasma
JP4922705B2 (en) * 2006-09-15 2012-04-25 株式会社日立ハイテクノロジーズ Plasma processing method and apparatus
JP5192209B2 (en) * 2006-10-06 2013-05-08 東京エレクトロン株式会社 Plasma etching apparatus, plasma etching method, and computer-readable storage medium
JP5709505B2 (en) * 2010-12-15 2015-04-30 東京エレクトロン株式会社 Plasma processing apparatus, plasma processing method, and storage medium
US9530626B2 (en) * 2014-07-25 2016-12-27 Tokyo Electron Limited Method and apparatus for ESC charge control for wafer clamping
KR20170075887A (en) * 2015-12-23 2017-07-04 삼성전자주식회사 apparatus for processing plasma and plasma processing method, plasma etching method of the same

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